w015盾构法隧道洞门破除施工技术.docx

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w015盾构法隧道洞门破除施工技术

盾构法隧道洞门破除施工技术

徐宏鹏

（中铁十三局集团有限公司广州分公司广东广州510320）

【内容提要】通过广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】洞门破除的实践，介绍了一种安全、经济、简便可行的破除洞门的施工技术，并对施工方法做了详细的论述。

【关键词】盾构隧道洞门破除

1、前言

盾构始发前需要对始发井内的隧道洞门进行破除。

因洞口地段地层条件往往较差，在隧道洞门破除前需要对地层加固，但加固后的强度、质量不能达到设计要求，洞口土体仍存在局部强度差、渗水，甚至流砂，在这种情况下破除洞门极有可能产生端头土体失稳坍塌，造成工程事故。

因此，必须选择安全可靠的地层加固及洞门破除施工技术及方法。

广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】盾构工程，区间隧道内共有8个洞门需进行加固，并且8个洞门均需进行人工破除。

仑头村盾构始发井围护结构采用800mm厚的地连墙进行施工，其含钢量约为0.2t/m3，由于始发端左右线两个洞门均处在<8>和<9>底层中，地质情况比较好，于是端头加固采用单排Ф800钻孔桩进行加固，桩为C30水下素混凝土，桩间距为700mm，咬合100mm，加固深度进入隧道底1m。

盾构始发前，必须将洞门破除完毕，其实，在施工始发井主体结构时，洞门已经预留出，所以破除洞门只是指破除地连墙部分，由于地连墙采用双层钢筋的钢筋笼，故破除时要分层分段进行，并要统筹安排。

本文仅对仑大盾构区间始发井洞门围护结构破除施工技术作一介绍。

2、洞门破除施工方案

由于洞门的破除工作主要针对800mm厚的地连墙结构，并且考虑到盾构机刀盘的外径Φ＝6250mm，和盾构始发后洞门止水装置的尺寸需求，洞门破除的外径为Φ＝6620mm。

施工前准确测量定位隧道洞门中心线，然后对围护桩进行放样开凿。

详见图1。

在破除洞门围护桩前，对钻孔桩的桩身质量进行了钻芯取样检查，抽芯数量大于1％，并对地下水的渗透情况进行判别，根据地下水的渗透情况对隧道端头及洞门局部范围内重新注浆加固后才进行破除施工。

洞门凿除时，为减少洞门土体的暴露时间和确保洞口土体的稳定，围护桩钢筋混凝土的凿除分为三步进行开凿。

第一步：

在后配套设备吊桩下井完成后、盾构机吊装下井前，用90t汽车吊将配高频液压破碎头的挖掘机吊至井下，进行洞口钻孔桩身的第一步凿除（详见图2中所示A部），凿除时，按自上而下，从左至右的顺序分层施工，洞门周边预留100mm的范围用人工修凿，以保证凿洞的质量。

在凿除混凝土的同时一并将露出的墙身第一层钢筋用氧炔焊切断（详见图2中所示A部），破除混凝土厚度为400mm。

第二步：

在盾构机组装完成后，于刀盘与端头墙间搭设脚手架，采用人工手持风镐逐步凿除剩余的墙身钢筋混凝土（详见图2中所示B部）。

凿除时自上而下，先中间后两侧有序地进行，此时不得切割剩余的墙身钢筋。

第三步：

一、二步工作完成后，由于地连墙外侧钢筋没有切割，暴露的掌子面暂时不会失稳，但要密切注意监测。

在盾构机完全具备始发条件时，采用人工快速切割掉剩余的墙身钢筋。

当全部钢筋切割完毕盾构机迅速顶进，靠近洞门，即安全完成整个隧道洞门的破除工作。

盾构始发井端头加固平面示意图盾构始发井端头加固剖面示意图

图1盾构始发井始发端洞门示意图

图2盾构始发井始发端洞门示意图

3、洞门破除施工工艺

洞门破除施工工艺流程见图3。

图3隧道洞门破除施工工艺流程

4、设备及劳动力组织

施工中采用氧炔焊切断桩身钢筋，人工辅导吊车装混凝土渣至地面，自卸车运输至弃渣场。

每天两班连续作业。

施工中机具及人员安排情况见表1。

表1劳动力及机具设备表

机具名称

规格型号

数量

人员

附注

氧炔切割机

2

2

氧炔操作工

吊车

90t

1

1

吊车司机

挖掘机（配液压破碎头）

PC-200

1

1

挖掘机司机

自卸车

5t

1

1

自卸车司机

内燃空压机

12m3/min

1

风镐

6

12

风镐操作手

施工管理及辅助人员

6

其中管理人员2名，施工辅助人员4名

合计

24

5、质量保证措施

（1）各技术工种人员必须持证上岗，上岗前必须进行考核，合格后方能允许上岗操作。

（2）施工制作前，有关技术人员应熟悉图纸，并在各工序进行前向班组进行详细的技术交底。

（3）在洞门边缘处用风镐开凿时，风镐应以向洞口内侧的方向插入，并应小块凿除，以防止洞边混凝土崩裂。

（4）严格控制洞门凿除尺寸，凿除直径不得小于洞门圈直径Φ6620，洞壁与洞门圈应基本保持垂直。

（5）施工班组在下班前要对当天的质量进行自检，不符合质量要求的马上返工。

上下工序施工在工序交接上进行互检，不符合质量要求，不允许进行下一道工序。

6、安全保护措施

（1）对各施工、操作人员进行安全意识及操作规程教育。

各施工操作人员未经安全培训教育不得上岗。

（2）井下施工人员均应正确佩戴安全防护设施，并及时避让吊钩即混凝土块。

（3）开班前应对施工、操作人员进行技术和安全交底，每天开班前应进行安全检查，及时发现事故隐患并加以整治。

（4）施工脚手架的搭设应牢固可靠，并应加设足够的支撑或拉杆以保证其稳定。

高空作业应有可靠的安全保护措施。

（5）做好用电安全教育，照明设备必须按规定配置有效的安全保证装置。

严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）的有关规定。

（6）做好施工现场的安全防火工作，现场气焊作业要按有关规定办理相应的动火手续，并设置灭火器材以防万一。

气焊作业必须由持证的工人按规程上岗操作。

氧气瓶与乙炔瓶放置在阴凉地方，且间距大于5m。

7、结论与建议

仑大盾构区间始发井洞门破除从施工准备到破除完成仅用了15天时间，顺利实现了盾构的始发。

但在洞门破除后，发现维护结构后的钻孔桩咬合的并不十分理想，导致加固体长时间裸露后发生局部的土体发生变化。

如何在类似地层中选择技术上可行，经济上可比的端头加固方案，还须针对不同的地质条件进行方案比选。

在官洲站的端头加固计划方案中，我们将吸取始发井的经验，考虑采用钻孔桩与旋喷桩相结合的方式进行加固，以保证洞门破除后土体的稳定。

【参考文献】

1、中铁十三局集团有限公司，仑大盾构区间隧道实施性施工组织设计

（英文版）

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